CN1366161A - 二级水环复合热泵驱动的采暖空调热水系统 - Google Patents

二级水环复合热泵驱动的采暖空调热水系统 Download PDF

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CN1366161A CN 02104844 CN02104844A CN1366161A CN 1366161 A CN1366161 A CN 1366161A CN 02104844 CN02104844 CN 02104844 CN 02104844 A CN02104844 A CN 02104844A CN 1366161 A CN1366161 A CN 1366161A
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丁杰
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陈文祥
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Abstract

一种二级水环复合热泵驱动的采暖空调热水系统,由“户”字形水系统与复合热泵回路相连构成;通过太阳空气电热三能源互补,实现采暖空调热水三功能综合利用;载热/蓄热合二为一省略换热环节,融霜热/功损失小,加热热容损耗为0.5%,系统平均供热系数提高18%;4种优化运行技术使其全年运行;优化设置蓄热温度及双级热泵压比,使其适应环境温度-30~+43℃;运行20年初投资+运行费比现有技术降低20~45%。

Description

二级水环复合热泵驱动的采暖空调热水系统
本发明涉及一种利用太阳空气电热三能源、由二级水环复合热泵驱动的采暖空调热水系统。
所公布的中国发明专利“采暖空调热水用太阳空气电热复合热泵系统”(专利申请号:01117295.5),通过太阳空气电热三能源互补实现采暖空调热水三功能综合利用,依据地理和气象条件从11种运行方式中优选节能方案;实现空调与热水联供,避免户外热污染;统一循环水系统减少换热环节,降低系统制造成本;太阳能集热效率与系统供热系数高,蓄热密度大,初投资与运行费低于复合前三项技术之合。然而该系统在实际运行中存在下列问题:1、由于蓄热体相变材料与载热体水相互分离,因此充热与放热过程中,需增加两次换热环节,从而降低热泵供热系数;2、系统按一级热泵方式运行,其环境适应范围仍为国标的-7~43℃,难以用在北方采暖;3、夏季制冷/供热联合循环时,热泵需把循环水蒸发/冷凝器中提取的空调热能泵至混热、蓄热、蒸发/冷凝器中,再经过其相变蓄热,才能加热热水,从而使加热热水的热容损耗增大;4、依靠系统管路中的载热体循环水作显热蓄热,其蓄热量微不足道,无法体现水环热泵的优点。
水环热泵节能、应用灵活、利于实现太阳、电热等多能源互补。然而该系统在实际运行中存在下列问题:1、需一台水/水热泵或锅炉+冷却塔,去带动一群水/空气热泵运行,系统初投资大;
2、室内的水/空气热泵噪音大、安装不便、维护麻烦。
由制冷剂循环构成的双级或复叠式热泵,每台压缩机的压缩比均可控制在2.5~3.5,故压缩机等熵效率与容积效率高、节流损失小、单位质量制冷能力大、压缩机排气温度低、过热损失小、热泵供热系数高。然而该系统在实际运行中存在下列问题:1、需两台压缩机和3~4台制冷剂换热器,系统初投资增大;2、制冷剂管路与系统控制复杂;3、无法实现太阳空气电热三能源互补及采暖空调热水三功能综合利用;4、系统只适应低温环境,在春秋和夏季难以应用。
本发明的目的是要综合二级热泵、水环热泵、复合热泵等现有技术的优点,改进其不足之处,提供一种供热系数更高、环境适应范围更大、加热热水的热容损耗更小的二级水环复合热泵及其驱动的采暖空调热水系统。
附图说明
:附图1为本发明的系统流程图。
本发明采用的技术方案,即二级水环复合热泵驱动的采暖空调热水系统如附图1所示,其中:1-蓄热水箱;2-集热蒸发/冷凝器;3-双向干燥节流阀组;4-双向流通阀组;5-空气蒸发/冷凝器;6-循环水蒸发/冷凝器;7-四通换向阀;8-压缩机组;9-气液分离器;10-循环泵;11-供水三通阀;12-回水三通阀组;13-集热循环泵;14-热水三通阀;15-热水阀;16-集热联箱;17-风机盘管;18-加热盘管;19-热水器;20-排气阀;21-膨胀水箱;22-集热三通阀;23-太阳能集热管;24-电热器;25-风机;26-循环水三通阀;27-旁通阀。
按照附图1所示的二级水环复合热泵驱动的采暖空调热水系统:集热蒸发/冷凝器(2)中制冷剂的进/出口由管道通过双向流通阀组(4)形成水支路,空气蒸发/冷凝器(5)中制冷剂的进/出口由管道通过双向流通阀组(4)形成空气支路,水支路与空气支路并联,该并联通路的制冷剂液端再通过管道顺次连接双向干燥节流阀组(3)、循环水蒸发/冷凝器(6)的制冷剂进/出口、四通换向阀(7)、气液分离器(9)、压缩机组(8),最后再与该并联通路的制冷剂气端相连,形成水/空气复合热泵回路;循环水蒸发/冷凝器(6)循环水侧的出口通过管道连接于循环水三通阀(26)、供水三通阀(11),而回水三通阀组(12)通过管道连接于三通、循环泵(10)、循环水蒸发/冷凝器(6)循环水侧的进口,形成供冷/热水回路;集热蒸发/冷凝器(2)的循环水出口通过管道连接三通、热水三通阀(14)、三通、集热循环泵(13)、三通、集热联箱(16)、电热器(24)、集热三通阀(22)、蓄热水箱(1)与旁通管形成的并联支路、三通、集热蒸发/冷凝器(2)的循环水进口,形成集/蓄热回路;供水三通阀(11)通过管道连接于风机盘管(17)系统、回水三通阀组(12),形成采暖空调回路;供水三通阀(11)通过管道连接于三通、热水器(19)系统中的加热盘管(18)、三通、三通、回水三通阀组(12),形成热水回路;循环水三通阀(26)通过管道连接于集热循环泵(13)出口处的三通,热水三通阀(14)进口处的三通通过管道连接旁通阀(27)、循环泵(10)入口处的三通,形成集/蓄热-供冷/热水连接回路;集热循环泵(13)入口处的三通通过管道连接热水阀(15)、热水回路回水管道的三通,热水三通阀(14)通过管道连接于热水回路供水管道的三通,形成集/蓄热-热水连接回路;
膨胀水箱(21)通过定压管连接于热水回路回水管道的三通,形成定压支路;在水系统的最高处设置若干排气阀(20)。
供水三通阀(11)通过管道连接三通、热水器(19)系统中的加热盘管(18)、三通、三通、回水三通阀组(12),所形成的热水回路;以及集热循环泵(13)入口处的三通通过管道连接热水阀(15)、热水回路回水管道的三通,热水三通阀(14)通过管道连接于热水回路供水管道的三通,所形成的集/蓄热-热水连接回路可省去。
集热联箱(16)所集太阳辐射由1-10000根平行相间的热管真空管型或全玻璃真空管型太阳能集热管(23)实现。
集热联箱(16)、太阳能集热管(23)可省去。
电热器(24)可省去。
本发明的工作原理结合附图1说明如下:一、热泵循环1、集热/热泵-充热循环(一级热泵):压缩机组(8)启动,以驱动制冷剂流经四通换向阀(7)、循环水蒸发/冷凝器(6)、双向干燥节流阀组(3)、双向流通阀组(4)、空气蒸发/冷凝器(5)、四通换向阀(7)、气液分离器(9)、压缩机组(8),构成热泵循环,以把空气蒸发/冷凝器(5)中采集的低位空气热能泵至循环水蒸发/冷凝器(6)内。循环泵(10)预先启动,以驱动循环水流经循环水蒸发/冷凝器(6)、循环水三通阀(26)、三通、集热联箱(16)、电热器(24)、集热三通阀(22)、蓄热水箱(1)、三通、集热蒸发/冷凝器(2)、三通、旁通阀(27)、三通、循环泵(10),构成集热/热泵-充热回路,以把循环水蒸发/冷凝器(6)内的冷凝放热和太阳能集热复合后的中位热能,输送给蓄热水箱(1)。
2、集热/放热-热泵-采暖循环(二级热泵):集热循环泵(13)预先启动,以驱动循环水流经三通、集热联箱(16)、电热器(24)、集热三通阀(22)、蓄热水箱(1)、三通、集热蒸发/冷凝器(2)、三通、热水三通阀(14)、三通,构成集热/放热回路,以把太阳能集热与蓄热放热复合后的中位热能传向制冷剂。压缩机组(8)启动,以驱动制冷剂流经四通换向阀(7)、循环水蒸发/冷凝器(6)、双向干燥节流阀组(3)、双向流通阀组(4)、集热蒸发/冷凝器(2)、四通换向阀(7)、气液分离器(9)、压缩机组(8),构成热泵循环,以把中位热能泵至循环水蒸发/冷凝器(6)内。循环泵(10)预先启动,以驱动循环水流经循环水蒸发/冷凝器(6)、循环水三通阀(26)、供水三通阀(11)、风机盘管(17)系统、回水三通阀组(12)、三通、循环泵(10),构成采暖回路,以把循环水蒸发/冷凝器(6)内的高位冷凝放热输送给风机盘管(17)系统。
3、集热/放热-热泵-热水循环:集热循环泵(13)预先启动,以驱动循环水流经三通、集热联箱(16)、电热器(24)、集热三通阀(22)、蓄热水箱(1)、三通、集热蒸发/冷凝器(2)、三通、热水三通阀(14)、三通,构成集热/放热回路,以把太阳能集热与蓄热放热复合后的中位热能传向制冷剂。压缩机组(8)启动,驱动制冷剂流经四通换向阀(7)、循环水蒸发/冷凝器(6)、双向干燥节流阀组(3)、双向流通阀组(4)、集热蒸发/冷凝器(2)、四通换向阀(7)、气液分离器(9)、压缩机组(8),构成热泵循环,以把从集热蒸发/冷凝器(2)中采集的太阳能集热与蓄热放热的复合中位热能泵至循环水蒸发/冷凝器(6)内。循环泵(10)预先启动,以驱动循环水流经循环水蒸发/冷凝器(6)、循环水三通阀(26)、供水三通阀(11)、三通、热水器(19)系统、三通、三通、回水三通阀组(12)、三通、循环泵(10),构成热水回路,以把循环水蒸发/冷凝器(6)内的高位冷凝放热输送给热水器(19)系统。
4、热泵-采暖循环:压缩机组(8)启动,以驱动制冷剂流经四通换向阀(7)、循环水蒸发/冷凝器(6)、双向干燥节流阀组(3)、双向流通阀组(4)、空气蒸发/冷凝器(5)、四通换向阀(7)、气液分离器(9)、压缩机组(8),构成热泵循环,以把空气蒸发/冷凝器(5)中采集的低位空气热能泵至循环水蒸发/冷凝器(6)内。循环泵(10)预先启动,以驱动循环水流经循环水蒸发/冷凝器(6)、循环水三通阀(26)、供水三通阀(11)、风机盘管(17)系统、回水三通阀组(12)、三通、循环泵(10),构成采暖回路,以把循环水蒸发/冷凝器(6)内的高位冷凝放热输送给风机盘管(17)系统。
5、热泵-热水循环:压缩机组(8)启动,以驱动制冷剂流经四通换向阀(7)、循环水蒸发/冷凝器(6)、双向干燥节流阀组(3)、双向流通阀组(4)、空气蒸发/冷凝器(5)、四通换向阀(7)、气液分离器(9)、压缩机组(8),构成热泵循环,以把空气蒸发/冷凝器(5)中采集的中位空气热能泵至循环水蒸发/冷凝器(6)内。循环泵(10)预先启动,以驱动循环水流经循环水蒸发/冷凝器(6)、循环水三通阀(26)、供水三通阀(11)、三通、热水器(19)系统、三通、三通、回水三通阀组(12)、三通、循环泵(10),构成热水回路,以把循环水蒸发/冷凝器(6)内的高位冷凝放热输送给热水器(19)系统。
二、制冷循环1、集热/放热-制冷-融霜循环:压缩机组(8)启动,以驱动制冷剂流经四通换向阀(7)、空气蒸发/冷凝器(5)、双向流通阀组(4)、双向干燥节流阀组(3)、循环水蒸发/冷凝器(6)、四通换向阀(7)、气液分离器(9)、压缩机组(8),构成制冷-融霜循环,以把循环水蒸发/冷凝器(6)中的中位热能泵至空气蒸发/冷凝器(5)中以融霜。循环泵(10)预先启动,以驱动循环水流经循环水蒸发/冷凝器(6)、循环水三通阀(26)、三通、集热联箱(16)、电热器(24)、集热三通阀(22)、蓄热水箱(1)、三通、集热蒸发/冷凝器(2)、三通、旁通阀(27)、三通、循环泵(10),构成集热/放热回路,以把太阳能集热与蓄热放热复合后的中位热能输送给循环水蒸发/冷凝器(6)。
2、制冷/热泵-空调/热水循环:压缩机组(8)启动,以驱动制冷剂流经四通换向阀(7)、集热蒸发/冷凝器(2)、双向流通阀组(4)、双向干燥节流阀组(3)、循环水蒸发/冷凝器(6)、四通换向阀(7)、气液分离器(9)、压缩机组(8),构成制冷/热泵循环,以把循环水蒸发/冷凝器(6)中提取的低位空调热能泵至集热蒸发/冷凝器(2)内。循环泵(10)启动,以驱动循环水流经循环水蒸发/冷凝器(6)、循环水三通阀(26)、供水三通阀(11)、风机盘管(17)系统、回水三通阀组(12)、三通、循环泵(10),构成空调回路,以把风机盘管(17)系统的低位空调热能输送给循环水蒸发/冷凝器(6)。集热循环泵(13)预先启动,以驱动循环水流经三通、集热联箱(16)、电热器(24)、集热三通阀(22)、旁通管、三通、集热蒸发/冷凝器(2)、三通、热水三通阀(14)、三通、热水器(19)系统、三通、热水阀(15)、三通,构成集热/放热-热水回路,以把太阳能集热与冷凝放热复合后的高位热能输送给热水器(19)系统。
3、制冷-空调循环:压缩机组(8)启动,以驱动制冷剂流经四通换向阀(7)、空气蒸发/冷凝器(5)、双向流通阀组(4)、双向干燥节流阀组(3)、循环水蒸发/冷凝器(6)、四通换向阀(7)、气液分离器(9)、压缩机组(8),构成制冷循环,以把循环水蒸发/冷凝器(6)中提取的低位空调热能泵至空气蒸发/冷凝器(5)中,向环境空气释放。循环泵(10)启动,以驱动循环水流经循环水蒸发/冷凝器(6)、循环水三通阀(26)、供水三通阀(11)、风机盘管(17)系统、回水三通阀组(12)、三通、循环泵(10),构成空调回路,以把风机盘管(17)系统的低位空调热能输送给循环水蒸发/冷凝器(6)。
二、集热/蓄热循环1、集热-放热循环:集热循环泵(13)驱动循环水流经三通、集热联箱(16)、电热器(24)、集热三通阀(22)、蓄热水箱(1)、三通、集热蒸发/冷凝器(2)、三通、热水三通阀(14)、三通,构成集热-放热回路,以把从太阳能集热管(23)中选择性翼片表面吸收太阳全射辐射并由热管导入上端集热联箱(16),最后以对流方式释放给循环水的太阳能集热,与蓄热水箱(1)的显热蓄热放热复合,形成中位热能,再输送到集热蒸发/冷凝器(2)内,共同以对流方式传向其中的制冷剂。
2、集热-充热循环:集热循环泵(13)驱动循环水流经三通、集热联箱(16)、电热器(24)、集热三通阀(22)、蓄热水箱(1)、三通、集热蒸发/冷凝器(2)、三通、热水三通阀(14)、三通,构成集热-充热循环,以把从太阳能集热管(23)中选择性翼片表面吸收太阳全射辐射并由热管导入上端集热联箱(16),最后以对流方式释放给循环水的太阳能集热,输送到蓄热水箱(1)内,以显热形式储存。
3、集热-热水循环:集热循环泵(13)驱动循环水流经三通、集热联箱(16)、电热器(24)、集热三通阀(22)、旁通管、三通、集热蒸发/冷凝器(2)、三通、热水三通阀(14)、三通、热水器(19)系统、三通、热水阀(15)、三通,构成集热-热水回路,以把集热联箱(16)中的太阳能集热,通过循环水输送给热水器(19)系统中的加热盘管(18)。
与现有技术相比,本发明的优点如下:1、由一台压缩机通过热泵循环把空气中的低位热能泵至中位热能后,向蓄热水箱充热;然后再由同一台压缩机通过热泵循环把蓄热水箱的中位热能,泵至高位热能,并输送至风机盘管/热水器系统,从而实现双级热泵运行方式。
2、在双级热泵的每一级运行中,或者把太阳能集热与一级气-水热泵冷凝器的中位放热通过水循环复合后,向蓄热水箱充热;或者把太阳能集热与蓄热水箱的中位放热通过水循环复合后,被二级水-水热泵的蒸发器采热。因此本系统是双级的复合热泵,也是复合的双级热泵。
3、在双级热泵的每一级运行中,蓄热水箱以显热形式储存中位充/放热,这使载热/蓄热合二为一,从而省略载热体与蓄热体间的换热环节,以提高采热蒸发温度或降低放热冷凝温度,从而提高热泵系统的供热系数,使本系统成为水循环显热蓄热的水环热泵。此外由于集热三通阀可切换循环水走蓄热水箱或旁通管,从而使系统既可满足蓄热功能,又可把加热热水的热容损耗控制在0.5%。
4、可适时、适地依据气象条件优化设置水循环的显热蓄热温度及其范围,从而均化双级热泵的2级压比,使其环境温度适应范围从国标的-7~+43℃扩展到-30~+43℃,以实现全球适应。
5、夏季、春秋、冬季、严寒分别采用制冷/热泵-空调/热水、热泵-热水、复合热泵-热水、复合/双级热泵-采暖/热水等4种优化运行技术来满足功能需求,使其实现全年运行,且运行效率始终最高,其运行20年初投资+运行费比空调+集热器或空调+电热器系统降低21.4~43.6%。
6、在系统所有制冷/热泵运行过程中,其压缩比均可控制在2.5~3.5,从而使所选压缩机的等熵效率处于峰值范围,且压缩机容积效率高、节流损失小、单位质量制冷能力大、压缩机排气温度低、过热损失小、热泵系统供热系数高。
7、采用“户”字形水系统及其蓄热水箱支路,与复合热泵回路构成的二级水环复合热泵,使本发明可通过太阳空气电热三能源互补,实现采暖空调热水三功能综合利用。
8、直接从蓄热水箱采热,泵至空气蒸发/冷凝器翅片上融霜,以避免融霜所需热量先从空气泵至风机盘管系统,再从风机盘管系统泵至空气蒸发/冷凝器翅片的往返过程,及所造成的热量损失和压缩机与泵的轴功损失,由此提高热泵系统平均供热系数18%。
9、统一的循环水系统减少换热环节、方便安装、降低系统制造成本。
实施例1本发明提出的二级水环复合热泵驱动的采暖空调热水系统的实施例如附图1所示,现说明如下:换热面积1.5m2的板式集热蒸发/冷凝器(2)中R22的进/出口由直径10/20mm铜管通过双向流通阀组(4)形成水支路,铜管套铝翅片式、换热面积40m2的空气蒸发/冷凝器(5)中R22的进/出口由直径10/20mm铜管通过双向流通阀组(4)形成空气支路,水支路与空气支路并联,该并联通路的R22液端再通过10mm铜管顺次连接双向干燥节流阀组(3)、换热面积1.5m2的板式循环水蒸发/冷凝器(6)的R22进/出口、四通换向阀(7)、气液分离器(9)、电功率4.0kW的全封闭涡旋式压缩机组(8),最后通过20mm铜管再与该并联通路的R22气端相连,形成水/空气复合热泵回路;循环水蒸发/冷凝器(6)循环水侧的出口通过25mm钢管连接循环水三通阀(26)、供水三通阀(11),而回水三通阀组(12)通过25mm钢管连接三通、流量3m3/h、扬程14mH2O的循环泵(10)、循环水蒸发/冷凝器(6)循环水侧的进口,形成供冷/热水回路;集热蒸发/冷凝器(2)的循环水出口通过25mm钢管连接三通、热水三通阀(14)、三通、流量2m3/h、扬程7mH2O的集热循环泵(13)、三通、集热联箱(16)、5kW电热器(24)、集热三通阀(22)、0.2m3蓄热水箱(1)与旁通管形成的并联支路、三通、集热蒸发/冷凝器(2)的循环水进口,形成集/蓄热回路;供水三通阀(11)通过25mm钢管连接五台并联、全热冷量3.7kW、供热量6.3kW的风机盘管(17)系统、回水三通阀组(12),形成采暖/空调回路;供水三通阀(11)通过25mm钢管连接三通、两台厚1.2mm不锈钢板制成、直径300mm、长800mm热水器(19)系统中的直径20mm铝制加热盘管(18)、三通、三通、回水三通阀组(12),形成热水回路;循环水三通阀(26)通过25mm钢管连接于集热循环泵(13)出口处的三通,热水三通阀(14)进口处的三通通过25mm钢管连接旁通阀(27)、循环泵(10)入口处的三通,形成集/蓄热-供冷/热水连接回路;集热循环泵(13)入口处的三通通过25mm钢管连接热水阀(15)、热水回路回水管道的三通,热水三通阀(14)通过25mm钢管连接于热水回路供水管道的三通,形成集/蓄热-热水连接回路;容量5l的膨胀水箱(21)通过直径15mm定压钢管连接于热水回路25mm回水钢管的三通,形成定压支路;在水系统的最高处热水器(19)的出口设置一个排气阀(20);集热联箱(16)所集太阳辐射由24根平行相间、长2000mm、直径100mm的热管真空管型太阳能集热管(23)实现,太阳能集热管(23)由壁厚2.5mm高硼硅玻璃管封接,维持10-3Pa压力,其中玻璃透光率0.87,内部采用铜制热管外裹宽92mm、长1950mm的铝制吸光翼片,翼片选择性吸光表面的太阳光吸收率0.92、红外发射率0.06,热管伸出太阳能集热管(23)封口端的12mm接头通过导热胶插入集热联箱(16)的传热铝块插孔内;1个双向节流阀与2个干燥过滤器串联后组成双向干燥节流阀组(3);空气蒸发/冷凝器(5)的空气侧由输入功率0.15kW的低噪音轴流风机(25)驱动;本发明实施例在日平均太阳全射辐射强度700W/m2、日照时间5小时、日平均环境气温-10℃的气象条件下,循环供水温度45℃时,可实现采暖/热水制热功率18.0kW,二级热泵总供热系数2.20,总输入电功率4.5kW,距离机组1m处运行噪音53dB,运行重量200kg;本发明实施例在日平均太阳全射辐射强度900W/m2、日照时间9小时、日平均环境气温35℃的气象条件下,循环供水温度7℃时,可实现空调制冷功率12.0kW,热水供热功率15.5kW,冷/热联供系数5.97,总输入电功率4.5kW。
实施例2本发明提出的二级水环复合热泵驱动的采暖空调热水系统的实施例如附图2所示,现说明如下:换热面积1.5m2的板式集热蒸发/冷凝器(2)中R22的进/出口由直径10/20mm铜管通过双向流通阀组(4)形成水支路,铜管套铝翅片式、换热面积40m2的空气蒸发/冷凝器(5)中R22的进/出口由直径10/20mm铜管通过双向流通阀组(4)形成空气支路,水支路与空气支路并联,该并联通路的R22液端再通过10mm铜管顺次连接双向干燥节流阀组(3)、换热面积1.5m2的板式循环水蒸发/冷凝器(6)的R22进/出口、四通换向阀(7)、气液分离器(9)、电功率4.0kW的全封闭涡旋式压缩机组(8),最后通过20mm铜管再与该并联通路的R22气端相连,形成水/空气复合热泵回路;循环水蒸发/冷凝器(6)循环水侧的出口通过25mm钢管连接循环水三通阀(26)、弯头,而三通通过25mm钢管连接三通、流量3m3/h、扬程14mH2O的循环泵(10)、循环水蒸发/冷凝器(6)循环水侧的进口,形成供冷/热水回路;集热蒸发/冷凝器(2)的循环水出口通过25mm钢管连接三通、弯头、弯头、流量2m3/h、扬程7mH2O的集热循环泵(13)、三通、集热三通阀(22)、0.2m3蓄热水箱(1)与旁通管形成的并联支路、三通、集热蒸发/冷凝器(2)的循环水进口,形成集/蓄热回路;弯头通过25mm钢管连接五台并联、全热冷量3.7kW、供热量6.3kW的风机盘管(17)系统、三通,形成采暖/空调回路;循环水三通阀(26)通过25mm钢管连接于集热循环泵(13)出口处的三通,三通通过25mm钢管连接旁通阀(27)、循环泵(10)入口处的三通,形成集/蓄热-供冷/热水连接回路;容量5l的膨胀水箱(21)通过直径15mm定压钢管连接于25mm钢管的三通,形成定压支路;1个双向节流阀与2个干燥过滤器串联后组成双向干燥节流阀组(3);空气蒸发/冷凝器(5)的空气侧由输入功率0.15kW的低噪音轴流风机(25)驱动;本发明实施例在日平均环境气温-10℃的气象条件下,循环供水温度45℃时,可实现采暖/热水制热功率18.0kW,二级热泵总供热系数2.20,最大输入电功率4.5kW,距离机组1m处运行噪音53dB,运行重量200kg;本发明实施例在日平均环境气温35℃的气象条件下,循环供水温度7℃时,可实现空调制冷功率12.0kW,热水供热功率15.5kW,冷/热联供系数5.97,总输入电功率4.6kW。

Claims (7)

1.一种由压缩机、制冷剂-水蒸发/冷凝器、制冷剂-空气蒸发/冷凝器、节流阀、四通换向阀、气液分离器、蓄热水箱、太阳能集热器、风机盘管、热水器、水泵等组成的复合热泵系统,集热蒸发/冷凝器(2)中制冷剂的进/出口由管道通过双向流通阀组(4)形成水支路,空气蒸发/冷凝器(5)中制冷剂的进/出口由管道通过双向流通阀组(4)形成空气支路,水支路与空气支路并联,该并联通路的制冷剂液端再通过管道顺次连接双向干燥节流阀组(3)、循环水蒸发/冷凝器(6)的制冷剂进/出口、四通换向阀(7)、气液分离器(9)、压缩机组(8),最后再与该并联通路的制冷剂气端相连,形成水/空气复合热泵回路;其特征是:本二级水环复合热泵驱动的采暖空调热水系统中,循环水蒸发/冷凝器(6)循环水侧的出口通过管道连接循环水三通阀(26)、供水三通阀(11),而回水三通阀组(12)通过管道连接三通、循环泵(10)、循环水蒸发/冷凝器(6)循环水侧的进口,形成供冷/热水回路;集热蒸发/冷凝器(2)的循环水出口通过管道连接三通、热水三通阀(14)、三通、集热循环泵(13)、三通、集热联箱(16)、电热器(24)、集热三通阀(22)、蓄热水箱(1)与旁通管形成的并联支路、三通、集热蒸发/冷凝器(2)的循环水进口,形成集/蓄热回路;供水三通阀(11)通过管道连接风机盘管(17)系统、回水三通阀组(12),形成采暖/空调回路;供水三通阀(11)通过管道连接三通、热水器(19)系统中的加热盘管(18)、三通、三通、回水三通阀组(12),形成热水回路;循环水三通阀(26)通过管道连接于集热循环泵(13)出口处的三通,热水三通阀(14)进口处的三通通过管道连接旁通阀(27)、循环泵(10)入口处的三通,形成集/蓄热-供冷/热水连接回路;集热循环泵(13)入口处的三通通过管道连接热水阀(15)、热水回路回水管道的三通,热水三通阀(14)通过管道连接于热水回路供水管道的三通,形成集/蓄热-热水连接回路;膨胀水箱(21)通过定压管连接于热水回路回水管道的三通,形成定压支路;在水系统的最高处设置若干排气阀(20)。
2.按照权利要求1、所述的二级水环复合热泵驱动的采暖空调热水系统,其特征在于:供水三通阀(11)通过管道连接三通、热水器(19)系统中的加热盘管(18)、三通、三通、回水三通阀组(12),所形成的热水回路;以及集热循环泵(13)入口处的三通通过管道连接热水阀(15)、热水回路回水管道的三通,热水三通阀(14)通过管道连接于热水回路供水管道的三通,所形成的集/蓄热-热水连接回路可省去。
3.按照权利要求1、所述的二级水环复合热泵驱动的采暖空调热水系统,其特征在于:集热联箱(16)所集太阳辐射由1-10000根平行相间的热管真空管型或全玻璃真空管型太阳能集热管(23)实现。
4.按照权利要求1、所述的二级水环复合热泵驱动的采暖空调热水系统,其特征在于:集热联箱(16)、太阳能集热管(23)可省去。
5.按照权利要求1、所述的二级水环复合热泵驱动的采暖空调热水系统,其特征在于:电热器(24)可省去。
6.按照权利要求1、所述的二级水环复合热泵驱动的采暖空调热水系统,其特征在于:集热蒸发/冷凝器(2)和循环水蒸发/冷凝器(6)可以是壳管式换热器、板式换热器、板翅式换热器、套管式换热器、盘管式换热器等制冷剂-载热液体换热器。
7.按照权利要求1、所述的二级水环复合热泵驱动的采暖空调热水系统,其特征在于:循环水还可由盐水、三氯乙稀、防冻液等载热液体替换。
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